DE69703086T2

DE69703086T2 - Stationäres übungsgerät

Info

Publication number: DE69703086T2
Application number: DE69703086T
Authority: DE
Inventors: D. Barker; Peter Pasero; Janice Whan-Tong
Original assignee: Precor Inc
Current assignee: Precor Inc
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 2001-01-18
Anticipated expiration: 2017-06-27
Also published as: HK1015721A1; AU3577797A; JP4020970B2; BR9702329A; CA2228767A1; ES2151739T3; CN1119186C; DE69733216T2; DE69703086D1; EP0858358A1; CN1210472A; DE69733216D1; CA2228767C; CN1494936A; JPH11512953A; EP0858358B1

Description

Erfindungsbereich

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Trainingsgeräte und insbesondere auf ein stationäres Trainingsgerät, um einen Bereich von Laufbewegungen zu simulieren, wie zum Beispiel Skifahren, Gehen, Joggen, Laufen und Klettern. Ein Trainingsgerät dieser Art ist aus der UA-A-5 242 343 bekannt.

Grundlage der Erfindung

Der Nutzen von regelmäßigen aeroben Übungen ist allgemein bekannt und akzeptiert. Bei schlechtem Wetter, aus Zeitgründen und anderen Gründen ist es nicht immer möglich, spazieren zu gehen, zu joggen, oder in der frischen Luft zu laufen oder zu schwimmen. Daher wurden verschiedene Arten von aeroben Trainingsgeräten entwickelt. Zum Beispiel simulieren Trainingsgeräte für den Langlauf die Gleitbewegung beim Langlauf. Solche Maschinen bieten einen guten Bewegungsbereich für die Beinmuskulatur. Viele Personen benutzen ebenfalls Laufbänder, um zu laufen, zu joggen oder eventuell zu rennen. Ein Nachteil der meisten Laufbänder liegt darin, dass während dem joggen oder Laufen starke Belastungen der Hüften, Knie, Knöchel und anderer Gelenke des Körpers auftreten können. Eine weitere Art eines Trainingsgerätes simuliert das Treppensteigen. Solche Geräte können aus Fußhebeln bestehen, deren vorderes Ende schwenkbar an einem Rahmen befestigt ist, und deren hinteres Ende Trittflächen aufweist. Der Benutzer drückt seine/ihre Füße nach unten auf die Fußpedale, um das Treppensteigen zu simulieren. Der Widerstand gegen die Abwärtsbewegung der Fußpedale wird durch Federn, Stoßdämpfer und/oder andere Elemente gewährleistet.
Mit den vorgenannten Geräten können verschiedene Muskeln der Beine und anderer Körperteile des Benutzers trainiert werden. Um alle diese Muskeln zu trainieren, sind daher drei verschiedene Trainingsgeräte erforderlich. Dies ist nicht nur kostspielig, sondern viele Personen verfügen auch nicht über den notwendigen Raum, um alle diese Geräte unterzubringen. Wenn außerdem nur eines dieser Geräte angeschafft wird, so kann es für den Benutzer langweilig werden, immer nur dieses eine Gerät zu benutzen und es entsteht daher der Wunsch, auch andere Geräte zu benutzen.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es möglich, mit Hilfe eines einzigen Gerätes verschiedene Übungen zu simulieren, wie zum Beispiel Langlauf, Spaziergang, Joggen, Laufen und Klettern. Außerdem werden das Joggen und Laufen ohne die Stoßbelastungen auf die Gelenke des Körpers des Benutzers ausgeübt, die bei der Benutzung von Laufbändern erzeugt werden.
Diese und weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung.

Zusammenfassung der Erfindung

Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird ein Trainingsgerät vorgeschlagen, wie es im Anspruch 1 offenbart ist.
Das erfindungsgemäße Trainingsgerät besitzt einen Rahmen, der auf einem Boden steht. Dieser Rahmen besitzt eine hintere Schwenkachse, an der erste und zweite Fußverbindungen angelenkt sind, die sich in einer Bahn gegenüber der Schwenkachse bewegen. Die Fußverbindungen, auf denen die Füße des Benutzers aufliegen, besitzen vordere Enden, die mit einer Führung in. Eingriff treten, die an dem Rahmen so befestigt ist, dass sich die Fußverbindungen in einer bestimmten Bahn hin- und herbewegen können. Die Winkelsteigung der Führung und/ oder der Erhöhung der Führung gegenüber dem Rahmen kann wahlweise verändert werden, um die Bahn zu ändern, die von dem Fußpedal der ersten und zweiten Verbindungen zurückgelegt wird, um dadurch verschiedene Arten von Laufbewegungen zu simulieren.
Nach einem besonderen Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält die Führung Schienen, um die vorderen Enden der Fußverbindungen aufzunehmen und zu führen. Die Schienen können gegenüber dem Rahmen angehoben oder abgesenkt werden. Zum Beispiel können die Schienen schwenkbar an dem Rahmen befestigt werden, und der Neigungswinkel der Führungen kann wahlweise verändert werden.
Nach einem noch spezifischeren Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Führungen die Form von Schienen haben, welche mit den vorderen Enden der Fußverbindungen im Eingriff stehen. Die Steigung und/ oder die Winkelstellung der Schienen gegenüber dem Rahmen kann wahlweise verändert werden, um die von dem Benutzer empfundenen Laufbewegungen zu verändern.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann die Führung der vorderen Enden der Fußverbindung einen oder mehrere Kniehebel enthalten, die schwenkbar an dem Rahmen befestigt sind, wobei das untere Ende dieser Kniehebel schwenkbar an dem vorderen Ende der Fußverbindungen befestigt ist. Die Länge der Kniehebel kann verlängert oder verkürzt werden, um dadurch den Anschlusspunkt zwischen den Kniehebeln und den vorderen Enden der Fußverbindungen anzuheben oder zu senken, um dadurch die Art der von dem Benutzer empfundenen Laufbewegung zu verändern.
Nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind an einem hinteren Teil des Rahmens Schwungräder angeordnet, die sich um die Schwenkachse des Rahmens drehen können. Die hinteren Enden der Fußverbindungen sind schwenkbar an dem Schwungrad an einer Stelle angeordnet, die in Bezug auf die Schwenkachse des Rahmens ausgewählt werden kann. Das Schwungrad dient nicht nur als Verbindung zwischen den hinteren Enden der Fußverbindungen und der Schwenkachse des Rahmens, sondern auch als momentane Speicherung für die Simulierung eines Speicherimpulses, um dadurch den Impuls des Körpers im Laufe der verschiedenen Laufbewegungen zu simulieren.
Nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung kann ein Widerstand auf die Rotation des Schwungrades ausgeübt werden, um die Erreichung der angestrebten Laufbewegung leichter oder schwerer zu machen. Dieser Widerstand kann mit dem von dem Benutzer gewünschten Grad der körperlichen Betätigung koordiniert werden, wie zum Beispiel eine gewünschten Herzbelastung für einen optimalen Kalorienverbrauch. Es kann hierbei ein Monitor für die Herzbelastung oder ein anderer Fühler eingesetzt werden, um die gewünschten physikalischen Parameter zu erfassen, die während der Übung optimiert werden sollen.
Nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind die hinteren Enden der Fußverbindungen mit der Schwenkachse mit Hilfe eines Anschlusssystems verbunden, welches eine relative Schwenkbewegung zwischen der Schwenkachse und den Fußverbindungen um zwei Achsen ermöglicht, die beide senkrecht (quer) zu der Länge der Fußverbindungen verlaufen. Dadurch können sich die vorderen Enden der Fußverbindungen frei gegenüber den hinteren Enden in seitlicher Richtung bewegen oder verschieben, das heißt, quer zu der Länge der Fußverbindungen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die vorgenannten Aspekte und zahlreiche Vorteile der vorliegenden Erfindung werden in Bezug auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung leichter verständlich, die in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen durchgeführt wird, in denen folgendes dargestellt ist:
Die Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Trainingsgerätes, gesehen von der Rückseite zu der Vorderseite des Gerätes;
Die Fig. 2 zeigt eine Oberansicht des in der Fig. 1 dargestellten Gerätes;
Die Fig. 3 zeigt eine Unteransicht des in der Fig. 1 dargestellten Gerätes;
Die Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht des in der Fig. 1 dargestellten Gerätes;
Die Fig. 5 zeigt eine Rückansicht des in der Fig. 1 dargestellten Gerätes;
Die Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht des in der Fig. 1 dargestellten Gerätes;
Die Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht des in der Fig. 1 dargestellten Gerätes, bei dem eine Abdeckung auf das hintere Ende des Gerätes aufgelegt worden ist, wobei diese perspektivische Ansicht zwischen dem hinteren Ende und dem vorderen Ende des Gerätes dargestellt ist;
Die Fig. 8 zeigt eine ähnliche Ansicht, wie die Fig. 7, jedoch gesehen zwischen der Vorderseite und der Rückseite des Gerätes;
Die Fig. 9 zeigt eine ähnliche Ansicht, wie die Fig. 8, bei der jedoch die vorderen und hinteren Hauben entfernt worden sind;
Die Fig. 10 zeigt eine vergrößerte perspektivische Teilansicht des vorderen Teils des in der Fig. 9 dargestellten Gerätes;
Die Fig. 11 zeigt eine vergrößerte perspektivische Teilansicht des in der Fig. 9 dargestellten Geräte, bei dem eines der Schwungräder weggelassen worden ist;
Die Fig. 12 zeigt eine ähnliche Ansicht, wie die Fig. 11, jedoch von der gegenüberliegenden Seite des Gerätes, bei dem das nächstliegende Schwungrad ausgelassen worden ist;
Die Fig. 13 zeigt eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Gerätes in einer schematischen Darstellung der Bewegungsbahnen der Füße des Benutzers in unterschiedlichen Neigungswinkeln der Führung der Fußverbindungen;
Die Fig. 14 zeigt eine schematische Ansicht des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Systems, um den Grad der körperlichen Betätigung mit Hilfe des erfindungsgemäßen Gerätes zu verändern; und
Die Fig. 15 zeigt eine Seitenansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung; und
Die Fig. 16 zeigt eine vergrößerte perspektivische Teilansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsart

In den Fig. 1 bis 9 enthält das erfindungsgemäße Gerät 18 einen auf dem Boden stehenden Rahmen 20 mit einem vorderen Pfosten 22, der zuerst nach oben und dann diagonal nach vorne verläuft. Ein Paar Schwungräder 24a und 24b ist an der Rückseite des Rahmens 20 so angeordnet, dass sie sich um eine horizontale axiale Achse 26 drehen können. Die Schwungräder 24a und 24b können mit einer hinteren Haube 28 abgedeckt werden. Die hinteren Enden der Fußverbindungen 28a und 28b sind schwenkbar an den jeweiligen Schwungrädern 24a und 24b so befestigt, dass sie sich in einer kreisförmigen Bahn um eine Achse 26 bewegen können, wenn sich die Schwungräder drehen. Rollen 32a und 32b sind drehbar an den vorderen Enden der Fußverbindungen 30a und 30b so befestigt, dass sie sich auf rohrförmigen Schienen 34a und 34b einer Führung 36 bewegen können. Die vorderen Enden der Fußverbindungen 30a und 30b bewegen sich auf den Schienen 34a und 34b hin- und her, während sich die hinteren Enden der Fußverbindungen 30a und 30b um die Achse 26 drehen, und so bewirken, dass sich die von den Fußverbindungen getragenen Pedale 27 in verschiedenen elliptischen Bahnen bewegen können, wie dies später noch im Einzelnen beschrieben wird.
Ein Hebemechanismus 38, der an dem Pfosten 22 montiert ist, wird so betätigt, dass er die Neigung der Führung 36 verändern kann, um auf diese Weise die Schrittbewegung des Benutzers des erfindungsgemäßen Gerätes zu verändern. Bei einem niedrigen Neigungswinkel ermöglicht das Gerät die Bewegungen beim Langlauf, und wenn der Neigungswinkel allmählich ansteigt, verändert sich die Bewegungsart vom Gehen zum Laufen oder Klettern. Eine vordere Haube 39 bedeckt weitgehend den Hebemechanismus.
Wie man deutlich in den Fig. 11 und 12 erkennen kann, enthält das erfindungsgemäße Gerät außerdem einen Bremsmechanismus 40, um einen bestimmten Grad des Widerstands auf die Rotation der Schwungräder 24a und 24b zu beaufschlagen und dadurch die Kraft zu bestimmen, welche der Benutzer des Geräts 18 aufwenden muss. Die nachstehende Beschreibung erklärt in größeren Einzelheiten die vorgenannten und weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung.
Der Rahmen 20 enthält ein zentrales Längselement 42, das an vorderen und hinteren relativ kürzeren Querträgern 44 und 46 endet. Zweckmäßigerweise, aber nicht unbedingt, besteht der Rahmen 20 aus rechteckigen Rohren, die ein relativ geringes Gewicht aber eine hohe Festigkeit haben. In die offenen Enden der Querträger 44 und 46 sind Endkappen 48 eingesetzt, um diese Elemente zu verschließen.
Die Struktur des Pfostens 22 enthält einen weitgehend vertikalen unteren Abschnitt 52 und einen oberen Abschnitt 54, welcher von dem unteren Abschnitt diagonal nach oben und nach vorne verläuft. Zweckmäßigerweise, aber nicht unbedingt, können die unteren und oberen Abschnitte 52 und 54 ebenfalls aus rechteckigen Rohren bestehen. In den oberen Abschnitt 54 des Pfostens ist ebenfalls eine Endkappe 48 eingesetzt, um dessen Öffnung zu verschließen.
Ein kontinuierlicher geschlossener Handgriff ist auf der Oberseite des oberen Abschnitts 54 angebracht, der von einem Benutzer des erfindungsgemäßen Gerätes ergriffen werden kann. Der Handgriff enthält einen oberen Querteil 58, der an dem oberen Ende des oberen Abschnitts 54 des Pfostens mit Hilfe einer Klammer 60 befestigt ist, die um den oberen Abschnitt des Handgriffs gelegt ist und mit Hilfe von zwei Schrauben 62 an dem oberen Abschnitt des Pfostens befestigt ist. Der Handgriff enthält ebenfalls Seitenteile 62a und 62b, die jeweils aus einem oberen diagonalen, einem mittleren und einem weitgehend vertikalen Abschnitt, sowie aus unteren diagonalen Abschnitten 68a und 68b besteht, die nach unten verlaufen und von den mittleren Seitenabschnitten ausgehen. Der Handgriff 56 enthält ebenfalls einen unteren Querteil 70 mit einem zentralen Teil, welcher an dem oberen Abschnitt 54 des Pfostens mit Hilfe einer Klammer 60 befestigt ist, die von einem Paar Schrauben 62 gehalten wird. Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann der Handgriff ganz oder teilweise mit einem griffigen Material oder einer Grifffläche bedeckt sein, wie zum Beispiel einem Band, einem geschäumten synthetischen Gummi usw.
An dem oberen Abschnitt 54 des Pfostens ist ein Display 74 an einer Stelle zwischen den oberen und unteren Querträgern 58 und 70 des Handgriffs 56 befestigt. Das Display enthält einen zentralen Bildschirm 76 und mehrere kleinere Bildschirme 78, sowie eine Tastatur mit einer Anzahl von "Knöpfen" 80, die nachstehend in größeren Einzelheiten beschrieben werden.
Die Schwungräder 24a und 24b sind an den äußeren gegenüberliegenden Enden einer Antriebswelle 84 befestigt, die sich quer durch das obere Ende eines hinteren Pfostens 86 erstrecken, der von einem hinteren Ende des zentralen Elementes 42 des Rahmens nach oben verläuft. Ein Wälzlager 88 dient dazu, die Antriebswelle 84 reibungsfrei an dem hinteren Pfosten 86 zu befestigen. In einer bevorzugten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung sind die Schwungräder 24a und 24b mit der Antriebswelle 84 verkeilt oder in anderer Weise an ihr so befestigt, dass sich die Schwungräder zusammen mit der Antriebswelle drehen können. Man wird feststellen, dass der Mittelteil der Antriebswelle 84 mit der Position der Querachse 26 übereinstimmt. Auf der Antriebswelle 84 ist ebenfalls zwischen dem Schwungrad 24a und der benachbarten Seite des hinteren Pfostens 86 ein Riemenvorgelege 90 montiert.
Der hintere Pfosten 86 kann an einem Längsteil 42 des Rahmens in geeigneter Weise befestigt werden, wie zum Beispiel durch Schweißen oder Verschrauben. Nach einer bevorzugten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung wird ein Winkeleisen 92 an der Verbindung zwischen dem vorderen unteren Abschnitt des hinteren Pfostens 86 und der Oberfläche des Längsteils 42 angebracht, um eine Verstärkung zwischen diesen Teilen zu erreichen. Es können selbstverständlich auch andere Arten von Aussteifungen oder Verstärkungen gewählt werden.
Die Schwungräder 24a und 24b enthalten Speichen 94, die von einer zentralen Nabe 95 radial nach außen verlaufen und einen Umfangsflansch 96 schneiden. Die Schwungräder 24a und 24b können auch eine andere Konstruktion haben, wie zum Beispiel die Form einer weitgehend kompakten Scheibe, ohne dass damit vom Geist oder dem Umfang der vorliegenden Erfindung abgewichen würde.
Die hintere Haube 28 umschließt die Schwungräder 24a und 24b, das Bremssystem 40 und die hinteren Teile der Fußverbindungen 30a und 30b. Die Haube 28 verbleibt auf dem hinteren Querteil 46 des Rahmens und auch auf einem Paar von zusätzlichen Längsträgern 97, die in vorderer Richtung aus dem Querteil 46 hervorstehen und die äußeren Enden von zusätzlichen Querteilen 98 schneiden. Die Oberflächen der Trägerelemente 97 und 98 stimmen mit den Oberflächen der Rahmenteile 42 und 46 überein. Außerdem ist eine Vielzahl von Befestigungsbügeln 99 an den Oberflächen der zusätzlichen Trägerelemente 97 und 98 und an den Rahmenteilen 42 und 46 befestigt. Die Bügel 99 sind mit Innengewinden für das Einsetzen von Schrauben versehen, um die Haube 28 daran zu befestigen. Wie dies in den Fig. 11 und 12 deutlich dargestellt ist, ist der Querschnitt der Höhe der Trägerelemente 97 und 98 der Haube kleiner, als der Querschnitt der Höhe der Höhe der Rahmenteile 42 und 46, so dass sie nicht auf dem darunter liegenden Boden aufliegen.
Die dargestellten Fußverbindungen 30a und 30b bestehen aus länglichen Rohrteilen, können jedoch auch eine andere Konstruktion haben, und können zum Beispiel auch aus kompakten Stangen bestehen. Die hinteren Enden der Fußverbindungen 30a und 30b, die schwenkbar an dem äußeren Umfang der Schwungräder 24a und 24b mit Hilfe von Schrauben 100 befestigt sind, welche durch Einfassungen 102 gesteckt sind, die an den hinteren Enden der Fußverbindungen ausgebildet sind, und die in Öffnungen 104 eingreifen, die im äußeren Umfang der Schwungräder vorgesehen sind. Wie dies am besten in der Fig. 12 dargestellt ist, liegt die Öffnung 104 an der Verbindung zwischen der Speiche 94 des Schwungrads und dem Außenflansch Rand 96. Dieser Teil des Schwungrads wurde verdickt, um einen Nabenwulst 106 herzustellen. Die Fußverbindungen 30a und 30b verlaufen an der Außenseite der Vorderseite der Abdeckhaube 28 durch vertikale Öffnungen 108, die an der Vorderseite der Abdeckhaube ausgebildet sind.
Wie ebenfalls in der Fig. 12 gezeigt, ist ein zweiter Nabenwulst 110 an der Speiche ausgebildet, die diametral gegenüber der Speiche liegt, auf welcher der Nabenwulst 106 angeordnet ist jedoch an einer Stelle, die näher an der Achse 26 liegt, als der Nabenwulst 106. Die Einfassungen 102 an den hinteren Enden der Fußverbindungen können an den Schwungrädern an den Nabenwulsten 110 statt an den Nabenwulsten 106 angeordnet werden, um so den Durchmesser der Umlaufbahnen zu reduzieren, welche von den hinteren Enden der Fußverbindungen durchlaufen werden, während sich die Schwungräder drehen, und dadurch die Länge der elliptischen Bahn, die von den Pedalen 27 durchquert wird, entsprechend zu verkürzen. Man wird feststellen, dass durch die Befestigung der Einfassungen 102 an den Nabenwulsten 110 ein kürzerer Hub der Fußverbindungen und damit eine kürzere Schrittweite des Trainierenden im Vergleich zu der Schrittweite erreicht wird, die erforderlich ist, wenn die Einfassungen an der Position der Nabenwulste 106 an den Schwungrädern befestigt sind.
Konkave Rollen 32a und 32b sind mit Hilfe von Kreuzwellen 114 drehbar an den vorderen Enden der Fußverbindungen 30a und 30b befestigt. Die konkave Krümmung der Rollen stimmt mit dem Durchmesser der Schienen 34a und 34b der Führung 36 überein. Auf diese Weise halten die Rollen 32a und 32b während der Benutzung des erfindungsgemäßen Geräts die vorderen Enden der Fußverbindungen im sicheren Eingriff mit der Führung 36. Fußpedale 27 sind an der Oberfläche der Fußverbindungen 30 so montiert dass sie die Füße des Benutzers aufnehmen und halten können. Die Pedale 27 sind mit einer Vielzahl von Querrippen ausgestattet, die nicht nur die strukturelle Integrität der Fußhebel verbessern, sondern auch als rutschfeste Fläche zwischen der Schuhsohle oder dem Fuß des Benutzers und den Fußpedalen dient. Obwohl dies nicht dargestellt ist, können die Fußpedale so ausgelegt sein, dass sie in der Längsrichtung der Fußverbindungen so positioniert werden können, dass sie sich an die unterschiedliche Körpergröße und insbesondere an die jeweilige Beinlänge des Benutzers anpassen können.
Die Führung 36 ist U-förmig gestaltet und ihre hinteren freien Enden sind in einem mittleren Bereich in der Längsrichtung des zentralen Elements 42 des Rahmens angelenkt. Die freien Enden der Führung 36 können mit beliebigen geeigneten Methoden schwenkbar an dem zentralen Element 42 des Rahmens befestigt werden, einschließlich ihrer Lagerung an den äußeren Enden eines Kreuzrohrs 118. Die Führung besteht aus parallelen rohrförmigen Schienen 34a und 34b, die axial zu den Fußverbindungen 30a und 30b ausgerichtet sind. Die vorderen Enden der Schienen 34a und 34b sind mit Hilfe eines gebogenen Teils 119 verbunden, der den Pfosten 22 an dessen Vorderseite kreuzt.
Die Vorderseite der Führung 36 wird von einem Hebemechanismus 38 getragen, der im Einzelnen in den Fig. 9 und 10 dargestellt ist. Der Hebemechanismus 38 enthält einen Kreuzbalken 120, der von dem unteren Ende eines weitgehend U-förmigen vertikal beweglichen Wagens 122 getragen wird. Rohrabschnitte 124 für die Rollen stehen mit den äußeren Enden des Kreuzbalkens 120 so im Eingriff, dass sie direkt unter dem Boden der Schienen 34a und 34b anliegen. Die Bewegung des Wagens 122 über die Höhe eines zentralen Führungsbalkens 126, welcher mit Hilfe eines geeigneten Mittels, wie zum Beispiel Schrauben 128, sicher an der Vorderseite der unteren Abschnitte 54 des Pfostens befestigt ist ist in vertikaler Richtung begrenzt. Der Querschnitt des Führungsbalkens 126 ist T-förmig ausgebildet und besitzt einen zentralen Steg, der an dem unteren Abschnitt 52 des Pfostens anliegt und seitliche Flanschteile aufweist, die im Abstand von der Vorderseite des unteren Abschnitts des Pfostens angeordnet sind. Ein Paar Z-förmige Haltebügel 130 halten den Wagen 122 im Eingriff mit dem Führungsbalken 126. Die Haltebügel enthalten jeweils einen ersten Seitenflansch, welcher an der hinteren Flanschfläche des Wagens befestigt ist, sowie einen mittleren Steg, der an den Außenseiten des Führungsbalkens verläuft, und weiterhin einen zweiten Seitenflansch, welcher in einem Spalt angeordnet ist, der durch die Vorderseite des unteren Abschnitts 52 des Pfostens und die gegenüberliegende Seite des Flansches des Führungsbalkens gebildet wird. Man wird erkennen, dass sich aufgrund dieser Konstruktion der Wagen in vertikaler Richtung gegenüber dem Führungsbalken 126 bewegen kann, aber im Eingriff mit dem Führungsbalken gehalten wird.
Der Wagen 122 wird mit Hilfe eines elektrischen Schalters 136 angehoben und abgesenkt. Der Hubschalter 136 enthält ein oberes Gewindeteil 138, das mit Hilfe eines Elektromotors 140 betätigt wird, der an dem oberen Ende des Gewindeteils befestigt ist. Die Oberseite des Gewindeteils steht in drehbarem Eingriff mit einer Muffe 142, die an einem U-förmigen Bügel 144 befestigt ist, der an der Vorderseite des Pfostens 22 in der Nähe der Verbindung zwischen dem unteren Abschnitt 52 und dem oberen Abschnitt 54 des Pfostens vorgesehen ist. Ein Kreuzzapfen 146 sitzt in axialen Öffnungen, welche in die Flansche des Bügels 144 und in diametral gegenüberliegende axiale Öffnungen in dem Muffe 142 eingebracht sind. Die Muffe 142 ermöglicht es, dass sich die Schraube 138 gegenüber der Muffe drehen kann, während sie im vertikalen Eingriff mit dem Einfassungen verbleibt.
Der untere Teil des Gewindeteils 138 ist in ein unteres rohrförmiges Gehäuse 147 eingeschraubt, dessen Boden und Endabschnitt sicher an dem Querbalken 120 befestigt sind. Man wird erkennen, dass der Motor 140 so betätigt werden kann, dass sich der Gewindeteil 138 in einer Richtung so drehen kann, dass der Wagen 122 abgesenkt, oder in der entgegengesetzten Richtung nach Wunsch angehoben werden kann. Wenn der Wagen abgesenkt oder angehoben wird, wird der Neigungswinkel der Führung 36 verändert, wodurch wiederum die Schrittbewegung verändert wird, die von dem Benutzer des Geräts 18 empfunden wird. Der Eingriff des Gewindeteils 138 in dem Gehäuse 120 und damit der Neigungswinkel der Führung 36 kann in einfacher Weise mit Hilfe von Standardtechniken erreicht werden, wie zum Beispiel durch einen rotierenden Potentiometer 147, der in der Fig. 14 dargestellt ist.
Die vordere Abdeckhaube 39 überdeckt weitgehend den Hebemechanismus 38. Die Abdeckhaube 39 verläuft in vorderer Richtung von den Seitenwänden der unteren Abschnitte 52 und oberen Abschnitte 54 und umfassen den Wagen 122, den Führungsbalken 126, den Hubschaltern 136 und andere Komponenten des Hebemechanismus. Nur die freien Enden des Querbalkens 120 und die entsprechenden Abschnitte 124 der Rollen ragen aus vertikalen Schlitzen 148 heraus, welche in den Seitenwänden der Abdeckhaube 39 ausgebildet sind. Eine Vielzahl von Schrauben 149 ist vorgesehen, um die Abdeckhaube 39 löslich an den Seitenwänden des Pfostens 22 zu befestigen.
Die vorliegende Erfindung enthält ein System für die Beaufschlagung einer Bremskraft oder einer Verzögerung auf die Rotation der Schwungräder mit Hilfe eines Wirbelstrombremssystems 40. Das Bremssystem 40 enthält das weiter oben erwähnte größere Riemenvorgelege 90, welches ein kleineres Riemenvorgelege 150 mit Hilfe eines V-förmigen Keilriemens 152 antreibt. Das angetriebene Riemenvorgelege 150 ist an dem freien Ende einer drehbaren Flanschwelle 154 befestigt, die sich nach außen von einem Hebelarm 156 erstreckt, der schwenkbar an dem hinteren Ende des hinteren Pfostens 86 mit Hilfe eines U-förmigen Bügels 158 und eines Drehzapfens 160 befestigt ist, der axiale Öffnungen durchquert, die in dem Bügel ausgebildet sind, und der ebenfalls axiale Öffnungen durchquert, die in den Seitenwänden des Drehzapfens 156 ausgebildet sind. Eine Zugfeder 161 liegt zwischen der Unterseite des freien Endes des Hebelarms 156 und der Oberseite des Rahmenteils 42, um eine ausreichende Spannung des Keilriemens 152 zu erhalten, um ein Rutschen zwischen dem Keilriemen und den Drehzapfen 90 und 150 zu vermeiden. Die relativen Abmessungen der Drehzapfen 90 und 150 sind so beschaffen, dass eine Schrittgeschwindigkeit erreicht wird, die sechs bis zehnmal und in vorteilhafter Weise etwa achtmal größer ist. Anders gesagt, dreht sich die Antriebswelle 154 sechs bis zehnmal schneller, als die Antriebswelle 84.
Eine kompakte Metallscheibe 162 ist auf einer Flanschwelle 154 an der Innenseite des Riemenvorgeleges 150 so montiert, dass sie sich zusammen mit dem angetriebenen Riemenvorgelege drehen kann. Vorteilhafterweise wird eine ringförmige Planscheibe 164 aus einem stark elektrisch leitenden Material, wie zum Beispiel Kupfer, auf der Vorderseite der kompakten Scheibe 162 in der Nähe des angetriebenen Riemenvorgeleges 150 montiert. Zwei Magnete 168 sind in unmittelbarer Nähe der Vorderseite der kompakten Scheibe gegenüber der ringförmigen Platte 164 montiert. Die Magnete 168 enthalten jeweils einen zentralen Kern in Form eines stabförmigen Magneten 170, der von einer Spule 172 umgeben ist. Die Magneten 168 sind auf einer Tragstange mit Hilfe von Schrauben 176 befestigt, welche durch axiale Bohrungen in der Tragstange und den Magnetkernen gesteckt sind. Wie in den Fig. 11 und 12 dargestellt, sind die Magnete 168 am äußeren Umfang 162 axial zu der ringförmigen Platte 164 angeordnet. Die Position der Magnete kann gegenüber der benachbarten Fläche der Scheibe 162 so reguliert werden, dass sie nah wie möglich an der Scheibe liegen, ohne sie jedoch zu berühren oder die Rotation der Scheibe zu beeinflussen. Die Positionierung der Magnete 168 erfolgt durch Regulierung der Position der Tragstange 174 gegenüber einer Halteplatte 178, die an dem hinteren freien Ende des Hebelarms 156 montiert ist. Zwei nicht dargestellte horizontale Schlitze sind in der Halteplatte 178 ausgebildet, in die Gewindeschrauben 179 eingesetzt sind, die dann in Gewindebohrungen eingreifen, die in die Vorderseite der Haltestange 174 eingebracht sind.
Wie bereits vorstehend erwähnt, resultiert der deutliche Größenunterschied zwischen den Durchmessern der Seilscheibe 90 und des abgetriebenen Riemenvorgeleges 150 in einer wesentlichen Erhöhung der Drehgeschwindigkeit der Scheibe 62 gegenüber der Drehgeschwindigkeit der Schwungräder 24a und 24b. Die Drehgeschwindigkeit der Scheibe 62 reicht daher aus, um mit Hilfe der Wirbelstrombremse 40 ein relativ großes Bremsmoment zu erzeugen.
Wie nachstehend noch ausführlich erklärt wird, sollte die Geschwindigkeit der Schwungräder 24a und 24b so gesteuert werden, dass die Distanz gemessen werden kann, die von dem Benutzer des erfindungsgemäßen Gerätes zurückgelegt wird und auch der Grad des Workout kontrolliert werden kann, den der Benutzer erreicht hat. Für die Messung der Dregeschwindigkeit der Schwungräder können beliebige Standardmethoden eingesetzt werden. Zum Beispiel kann ein optisches oder magnetisches Taktpulsrad auf der Scheibe 162, der Seilscheibe 90 oder auf einem andern drehenden Element des Gerätes montiert werden. Die Drehgeschwindigkeit des Taktimpulsrades kann durch einen optischen oder magnetischen Sensor 180 (Fig. 14) gesteuert werden, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das an die Drehgeschwindigkeit gebunden ist.
Für die Benutzung des erfindungsgemäßen Gerätes stellt der Benutzer seine Füße auf die Fußhebel 27 und hält sich an dem Handgriff 56 fest, um die notwendige Stabilität zu erreichen. Der Benutzer übt eine nach unten gerichtete Laufkraft auf die Fußhebel aus und bewirkt dadurch, dass sich die Schwungräder 24a und 24b um die Achse 26 drehen. Als Ergebnis drehen sich die hinteren Enden der Fußverbindungen um die Achse 26 und gleichzeitig bewegen sich die vorderen Enden an den Schienen 34a und 34b nach oben und nach unten. Das vordere Ende der Fußverbindung bewegt sich entlang seiner Schiene nach unten, wenn sich der Anschlusspunkt der Fußverbindung an dem Schwungrad aus einer sehr nahe an dem Pfosten 22 liegenden Position (maximal ausgefahrene Position der Fußverbindung) in eine Position bewegt, die von dem Pfosten am weitesten entfernt liegt, das heißt, die maximal eingefahrene Position der Fußverbindung. Ab diesem Punkt der maximal eingefahrenen Position der Fußverbindung bewirkt eine weitere Drehung des Schwungrades, dass sich die Fußverbindung wieder nach oben und nach vorne entlang der Schiene 34a zurück in die maximal ausgefahrene Position der Fußverbindung bewegt. Diese beiden Positionen sind in der Fig. 13 dargestellt. Die Fig. 13 zeigt ebenfalls die Bewegungsbahn des Zentrums der Fußhebel 27 und damit die Bewegungsbahn der Füße des Benutzers. Wie in der Fig. 13 gezeigt, hat diese Bewegungsbahn weitgehend die Form einer nach vorne und nach oben gedrehten Ellipse.
Die Fig. 13 zeigt die Bewegungsbahn des Fußhebels 27 in drei verschiedenen Winkelstellungen der Führung 36, welche verschiedenen Standhöhen des Hebemechanismus 38 entsprechen. In der in der Fig. 13 gezeigten kleinsten Winkelstellung (etwa 10º über der Horizontalen) ist die entsprechende Bewegungsbahn 181 des Fußhebels dargestellt. Dies entspricht weitgehend den Bewegungen beim Langlauf. Die Führung 36 ist ebenfalls in einer zweiten Ausrichtung in einem steileren Winkel (etwa 20º) gegenüber der Horizontalen gezeigt, und die entsprechende Bewegungsbahn des Fußhebels 116 ist durch die Ellipse 182 dargestellt. Diese Bewegungsbahn entspricht weitgehend den Bewegungen beim Gehen. Die Fig. 13 zeigt ebenfalls eine dritte noch steilere Winkelstellung der Führung 36, das heißt, etwa 30º gegenüber der Horizontalen. Die entsprechende elliptische Bewegungsbahn des Fußhebels 27 ist in der Fig. 13 mit dem Bezugszeichen 183 gekennzeichnet. Diese Bewegungsbahn entspricht den Bewegungen beim Klettern. Durch Regulierung des Winkels der Führung 36 können mit Hilfe der vorliegenden Erfindung verschiedene Arten der Bewegung erreicht werden. Daher kann das erfindungsgemäße Gerät verwendet werden, um verschiedene Arten der körperlichen Betätigung zu erreichen, wie zum Beispiel Skifahren, Gehen, Laufen oder Klettern. Um diese verschiedenen Bewegungen zu erreichen, mussten bisher verschiedene Trainingsgeräte verwendet werden.
Es ist zu beachten, dass bei jeder der vorgenannten Bewegungsbahnen des Fußhebels und damit der Füße des Benutzers eine gemeinsame Beziehung entsteht. Wenn sich das hintere Ende einer Fußverbindung zum Beispiel aus der in der Fig. 13 dargestellten hintersten Position nach vorne bewegt, so hebt sich die Ferse des Benutzers zu Anfang schneller, als seine Zehen. Wenn sich dann das hintere Ende der Fußverbindung aus der vordersten Position nach hinten bewegt, so senkt sich die Ferse des Benutzers zuerst schneller, als seine Zehen. Das gleiche Verhältnis gilt auch, wenn sich das vordere Ende der Fußverbindung aus einer Position am unteren Ende der Führung 36 in eine Position am oberen Ende der Führung 36 bewegt. Anders gesagt, wenn sich das vordere Ende einer Fußverbindung von einem unteren hintersten Punkt entlang der Führung 36 nach vorne und nach oben bewegt, so hebt sich die Ferse des Benutzers anfänglich schneller, als seine Zehen. Dies entspricht weitgehend der relativen Bewegung der Fersen und der Zehen des Benutzers beim Langlauf, beim Gehen, beim Laufen und beim Klettern und auch bei anderen Schrittbewegungen.
Das erfindungsgemäße System 184 für die Kontrolle und die Koordinierung des Neigungswinkels der Führung 36 und der Widerstand, der auf die Rotation des Schwungräder 24a und 24b beaufschlagt wird, um die gewünschte körperliche Betätigung zu erreichen, ist schematisch in der Fig. 14 dargestellt. Wie in der Fig. 14 gezeigt, werden die Parameter der körperlichen Betätigung, das heißt, der Herzschlag des Trainierenden, durch einen Messfühler 186 überwacht. Es wird ein elektrisches Signal erzeugt, das üblicherweise ein analoges Signal ist, das dem Herzschlag entspricht. Es gibt verschiedene Monitore für den Herzschlag, wie zum Beispiel an der Brust, am Ohrläppchen oder am Finger getragene Monitore. Der Ausgang des Monitors 186 wird durch ein analoges oder digitales Interface 188 und eine Steuerung 190 an einen zentralen Prozessor (CPU) 192 geleitet, der zweckmäßigerweise in einem Bildschirm 74 angeordnet ist. Zusätzlich zu oder statt des Herzschlags des Benutzers können auch andere physische Parameter des Trainierenden verwendet werden, wie zum Beispiel die Atmung, das Alter, das Gewicht, das Geschlecht, usw.
In der Fig. 14 enthält das erfindungsgemäße Steuersystem 184 einen Wechselstromanschluss 194, der an einen Standardanschluss für 110 VA Wechselstrom angeschlossen werden kann. Der Stromanschluss 194 wird an einen Transformator 196 und dann an das Bremssystem 40 und den Bildschirm 74 geleitet. Der Hebemechanismus 38 wird mit Wechselstrom betrieben und ist daher nicht an den Transformator 196 angeschlossen.
Wie bereits weiter oben erwähnt, enthält der Hebemechanismus 38 einen Messfühler 147, mit dessen Hilfe der die ausgefahrene und die eingefahrene Position des Hebemechanismus und damit der Neigungswinkel der Führung 36 kontrolliert wird. Diese Information wird durch das analoge an das digitale Interface 188 durch die Steuerung 190 und an den CPU 192 geleitet. Die Drehgeschwindigkeit der Schwungräder 24a und 24b wird ebenfalls durch einen Messfühler 180 überwacht wie dies bereits vorstehend erwähnt worden ist, wobei diese Information durch das analoge an das digitale Interface 188, an den CPU und die Steuerung 190 geleitet wird. Dadurch wird bei der Benutzung des erfindungsgemäßen Gerätes 18 der CPU mit dem Herzschlag oder anderen physischen Parametern des Trainierenden gespeist, die von dem Messfühler 186 erfasst werden, ebenso wie der Neigungswinkel der Führung 36 und die Drehgeschwindigkeit der Schwungräder 24a und 24b. Diese Informationen oder damit zusammenhängende Informationen können für den Benutzer auf dem Bildschirm 76 dargestellt werden.
Außerdem kann mit Hilfe der vorliegenden Erfindung ein gewünschter Grad der körperlichen Betätigung mit Hilfe des Steuersystems 184 erhalten werden.
Zum Beispiel können bestimmte Parameter durch den Benutzer mit Hilfe der Tastatur 80 eingegeben werden, wie zum Beispiel das Alter, die Größe, das Geschlecht, um einen gewünschten Herzschlag während des Trainings zu erreichen. Alternativ kann der gewünschte Herzschlag von dem Trainierenden direkt eingegeben werden. Der Benutzer kann je nach Wunsch auch andere Parameter eingeben, wie zum Beispiel die gewünschte Drehgeschwindigkeit der Schwungräder, die den Zyklen pro Minute der Fußverbindungen und/oder dem Neigungswinkel der Führung 36 entspricht. Mit dieser Information regelt das erfindungsgemäße Steuersystem das Bremssystem 40 und/oder den Hebemechanismus 38 so, dass der gewünschte Grad der körperlichen Betätigung erreicht wird.
Es ist selbstverständlich, dass verschiedene Abläufe oder Übungen in den CPU 192 einprogrammiert oder von dem Benutzer gewählt werden können, um verschiedene Parameter darzustellen, einschließlich die Herz- und Kreislaufdaten, die Art der Schrittbewegungen, usw. Dann wird das Steuersystem 184, das Bremssystem 40 und der Hebemechanismus 38 so gesteuert, dass sie dem gewünschten Grad der körperlichen Betätigung entsprechen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsart der vorliegenden Erfindung ist in der Fig. 16 gezeigt. Das in der Fig. 15 dargestellte Gerät 18' ist ähnlich konstruiert, wie das in den vorherigen Figuren gezeigte Gerät 18. Daher werden diejenigen Komponenten des Geräts 18', welche gleich oder ähnlich den Komponenten des Geräts 18 sind, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, jedoch ergänzt durch die Primzahl ('"').
Das Gerät 18' enthält ein einziges Schwungrad 24', das drehbar an der Rückseite des Rahmens 20' angebracht ist. Ein Paar Kurbelscheiben 200a und 200b verläuft axial in diametral entgegengesetzten Richtungen zu den Enden der Antriebswelle 84' und sind schwenkbar am hinteren Ende der Fußverbindungen 201a und 201b angeschlossen. Man wird erkennen, dass die Kurbelscheiben 200a und 200b die hinteren Enden der Fußverbindungen 201a und 201b während ihrer Bewegung in vorderer und hinterer Richtung tragen. Zu diesem Zweck kann die Länge der Kurbelscheibe verändert werden, um den "Hub" der Fußverbindungen so zu verändern, dass sie sich verschiedenen Bein- oder Schrittlängen anpassen können.
Die vorderen Enden der Fußverbindungen 201a und 201b sind schwenkbar an den unteren Enden von Kniehebeln 200a und 220b an Zapfengelenken 202 befestigt. Die Kniehebel haben vorzugsweise eine rohrförmige gebogene Konstruktion, deren obere Enden an dem Pfosten 22' an der Achse 204' an der Schnittstelle zwischen dem unteren Abschnitt 52' und dem oberen Abschnitt 54' des Pfostens angelenkt sind. Die Kniehebel enthalten einen oberen rohrförmigen Teil 206 und einen unteren rohrförmigen Teil 208. Das obere Ende des unteren Abschnitts 208 steht in gleitendem Eingriff mit dem unteren Ende des entsprechenden oberen Abschnitts 206, damit die Länge der Kniehebel wahlweise verändert werden kann. Die oberen und unteren Abschnitte der Kniehebel können mit Hilfe von beliebigen Mitteln im Eingriff gehalten werden, wie zum Beispiel mit einem Kreuzzapfen 210, der in diametral entgegengesetzte axiale Öffnungen im oberen Abschnitt der Kniehebel, sowie in einen weiteren Satz von diametral gegenüberliegenden axialen Öffnungen in den unteren Abschnitten eingesetzt sind.
Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann eine Zugfeder oder eine andere Vorrichtung im Inneren der oberen und unteren Abschnitte des Kniehebels angeordnet werden, um die oberen und unteren Abschnitte miteinander in Eingriff zu bringen. Alternativ kann der Eingriff der oberen und unteren Abschnitte des Kniehebels "automatisch" dadurch kontrolliert werden, dass ein linearer Schalter oder eine andere Betätigung in die Konstruktion der Kniehebel integriert wird.
Die Kniehebel 200a und 200b tragen die vorderen Enden der Fußverbindungen 201a und 201b so, dass sie sich in einer gebogenen Bahn 212 bewegen können, die von der Schwenkachse 204 der oberen Enden der Kniehebel um den Pfosten 22' und die radiale Länge zwischen dieser Achse 204 und dem Gelenkzapfen 202 gebildet wird, welche den Verbindungspunkt zwischen dem vorderen Ende der Fußverbindung und dem unteren Ende des Kniehebels bildet. Es ist selbstverständlich, dass die Bahn 212 verändert werden kann, wenn der relative Eingriff zwischen dem oberen Abschnitt 206 und dem unteren Abschnitt 208 des Kniehebels verändert wird. Daraus ergibt sich eine Veränderung der Schrittbewegung, die der Benutzer wahrnimmt, wobei diese Schrittbewegung in ähnlicher Weise verändert werden kann, wie sie erreicht wird, wenn der Neigungswinkel der Führung 36 verändert wird, wie dies vorstehend bereits erklärt worden ist. Daher bietet das Gerät 18' die gleichen Vorteile, wie das weiter oben beschriebene Gerät 18.
Mit Hilfe einer Bandbremse 220 kann wahlweise ein Drehwiderstand auf das Schwungrad 24' beaufschlagt werden. Die Bandbremse enthält ein Bremsband 222, das um den äußeren Rand des Schwungrads 24' sowie um eine Wickelrolle 224 mit einem kleineren Durchmesser gelegt ist, die drehbar an dem äußeren/freien Ende des linearen Schalters 226 befestigt ist. Das entgegengesetzte Ende des linearen Schalters ist schwenkbar an einem Montagebügel 226 angelenkt, der an einem Rahmen 42' befestigt ist. Selbstverständlich kann der lineare Schalter mechanisch, elektrisch oder in einer anderen Weise von dem Benutzer wahlweise gesteuert werden, um eine gewünschte Reibkraft auf das Schwungrad 24' auszuüben. Es können auch andere Methoden verwendet werden, um einen gewünschten Grad des Widerstands auf die Rotation des Schwungrads 24' auszuüben. Zum Beispiel kann eine (nicht dargestellte) Abgreifbremse eingesetzt werden, die an dem oberen äußeren Rand des Schwungrads selbst oder an einer (nicht dargestellten) Scheibe anliegt, die sich zusammen mit dem Schwungrad dreht.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsart der vorliegenden Erfindung ist in der Fig. 16 gezeigt. Hier ist eine Vielzahl von Drehverbindungen zwischen den Fußverbindungen 30a' und 30b' und den Schwungrädern 24a und 24b vorgesehen. Ein Schienenschwenkblock 230 ist an den Schwungrädern 24a und 24b an Öffnungen 104 mit Hilfe einer Schraube 232 und einer Mutter 234 gelenkig befestigt. Die Schienenschwenkblöcke 230 bewegen sich in einer Ebene, die in etwa parallel zu der Ebene des entsprechenden Schwungrads verläuft. Die Fußverbindungen 30a' und 30b' sind an den hinteren Enden hohl ausgebildet, um die Schienenschwenkblöcke 230 aufzunehmen. Ein Montagezapfen 231 ist in gegenüberliegende Öffnungen an der Oberseite und der Unterseite des hinteren Endes der Fußverbindungen 30a' und 30b' und in engem Sitz in eine Bohrung in dem Schwenkblock eingesetzt, um den Schwenkblock 230 am hinteren Ende der Fußverbindungen zu befestigen. Zwischen den hinteren Enden der Fußverbindungen 30a und 30b sind in Längsrichtung Schlitze 236 vorgesehen, in welche die Schrauben 232 und 234 eingesetzt werden.
Zweckmäßigerweise haben die Schwenkblöcke eine weitgehend rechteckige Form und sind so bemessen, dass sie zwischen den oberen und unteren Flanschwänden der hohlen Fußverbindungen eingepasst werden können. Die innere Weite der Flanschteile der Fußverbindungen ist jedoch größer, als die Dicke der Schienenschwenkblöcke 230, um dadurch eine Winkelverschiebung der Fußverbindungen gegenüber dem Schwenkblock um den Montagezapfen 231 zu ermöglichen, welcher als Gelenkzapfen dient. Diese Konstruktion gewährleistet einen Anschluss der Fußverbindungen zwischen den Schwungrädern 24a und 24b und den Führungen 36, welcher eventuelle Abweichungen in der Ausrichtung der Schwungräder 24a und 24b und der Führung 36 ausgleicht, und zwar insbesondere axial zur Länge der Fußverbindungen 30a und 30b. Der Fachmann wird erkennen, dass die Veränderung der Dicke der Schienenschwenkblöcke 230 und der Position der Montagezapfen 231 dem Fachmann erlaubt, die Konstruktion aufgrund der erwarteten Toleranzen, die bei der Ausrichtung der anderen Komponenten der vorliegenden Erfindung auftreten können, zu verfeinern.

Claims

1. Trainingsgerät für die Simulation verschiedener Arten von Schrittbewegungen, das folgendes aufweist:

einen Rahmen (20) mit einer daran ausgebildeten Schwenkachse (26);

eine erste Fußverbindung (30a) und eine zweite Fußverbindung (30b) mit einem ersten Ende, einem zweiten Ende und einem dazwischen angeordneten Fußpedal (27);

ein Kupplungssystem (100, 102, 104, 106, 110), welches an das erste Ende der Fußverbindungen (30a, 30b) angeschlossen ist um das erste Ende der Fußverbindungen (30a, 30b) mit der Schwenkachse (26) so zu verbinden, dass sich das erste Ende in einer gebogenen Bahn gegenüber der Schwenkachse (26) bewegt;

eine Führung (36), welche die zweiten Enden der Fußverbindungen (30a, 30b) in vorgewählten hin- und herlaufenden Bewegungsbahnen ergreift und führt, während die ersten Enden der Fußverbindungen (30a, 30b) sich in gebogenen Bahnen bewegen; und

ein Steuersystem (38), um wahlweise die Höhe und/oder die Winkelstellung der Führung (36) gegenüber dem Rahmen (20) so zu verändern, dass die von den Fußpedalen (27) der ersten und zweiten Fußverbindungen (30a, 30b) zurückgelegten Bahnen verändert werden.

2. Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungssystem (100, 102, 104, 106, 110) erste und zweite Schwungräder (24a, 24b) aufweist, die an dem Rahmen (20) drehbar um die Schwenkachse (26) des Rahmens gelenkig angeordnet sind, und dass das Kupplungssystem die ersten und die zweiten Enden (28a, 28b) der Fußverbindungen mit den ersten und zweiten Schwungrädern verbindet.

3. Trainingsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Enden der ersten und zweiten Fußverbindungen (28a, 28b) schwenkbar an Schwungrädern (24a, 24b) an ausgewählten Positionen (106, 110) an der Schwenkachse (26) des Rahmens befestigt werden können.

4. Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungssystem (100, 102, 104, 106, 110), welches die ersten Enden der Fußverbindungen in ausgewählten Abständen von der Schwenkachse (26) anschließt, um die gekrümmte Bewegungsbahn der ersten Enden der Fußverbindungen so zu verändern, dass sie sich gegenüber der Schwenkachse des Rahmens bewegen können.

5. Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungssystem (100, 102, 104, 106, 110) Schwenkzapfen (230, 231, 232, 234) enthält, um die ersten Enden der ersten Fußverbindung (28a) und der zweiten Fußverbindung (28b) mit der Schwenkachse (26) drehbar zu verbinden, um dadurch eine Winkelverschiebung der Fußverbindungen an den Anschlüssen zwischen den ersten Enden der Fußverbindungen und der Schwenkachse (26) zu ermöglichen.

6. Trainingsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kupplungssystem (100, 102, 104, 106, 110) erste Kurbelscheiben (200a) und zweite Kurbelscheiben (200b) aufweist, wobei ein Ende dieser Kurbelscheiben schwenkbar an der Schwenkachse (26') und das andere Ende der Kurbelscheiben an dem ersten Ende einer entsprechenden ersten Fußverbindung (201a) und einer zweiten Fußverbindung (201b) angelenkt ist.

7. Trainingsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkmittel (230, 231, 232, 234) zwischen den Enden der Kurbelscheiben (200a, 200b) gegenüber der Schwenkachse (26') und den ersten Enden der ersten Fußverbindung (201a) und der zweiten Fußverbindung (201b) angeordnet sind, und dass die Schwenkmittel um eine erste Achse (232) drehbar mit den Kurbelscheiben und schwenkbar um eine zweite Achse (231) mit den ersten und zweiten Fußverbindungen verbunden sind, und dass die ersten und zweiten Achsen der Schwenkmittel weitgehend rechtwinklig zueinander angeordnet sind.

8. Trainingsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkmittel (230, 231, 232, 234) zwei senkrechte Drehachsen (232, 231) aufweisen.

9. Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (36) so gestaltet ist, dass sie die zweiten Enden der Fußverbindungen (28a, 28b) in einer wechselnden Bewegungsbahn zu führen, wenn sich die ersten Enden der Fußverbindungen um die Schwenkachse (26) bewegen, so dass bei der Benutzung des Trainingsgerätes und wenn sich die zweiten Enden der Fußverbindungen von einem Punkt am hinteren Ende der wechselnden Bewegungsbahn in dieser Bahn nach vorne bewegen, die Ferse des Benutzers an der Fußverbindung sich anfänglich schneller anhebt, als die Zehen des Benutzers, und wenn sich das zweite Ende der Fußverbindung in der wechselnden Bewegungsbahn von dem vorderen Ende an das hintere Ende bewegt, so senkt sich die Ferse des Benutzers anfänglich schneller, als seine Zehen.

10. Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (36) geneigt gegenüber dem Boden angeordnet ist, und dass das Steuersystem (38) den Neigungswinkel der Führung gegenüber dem Boden verändern kann.

11. Trainingsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (36) in Längsrichtung des Rahmens (20) und axial zu den ersten Fußverbindungen (28a) und den zweiten Fußverbindungen (28b) angeordnet ist, und dass die Führung Mittel (118) aufweist, um die Führung an dem Rahmen drehbar um eine Schwenkachse anzuordnen, und dass das Steuersystem (38) Mittel aufweist, um die Ausrichtung der Führung gegenüber dem Rahmen um die Schwenkachse zu verändern.

12. Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem (39) Mittel (136) aufweist, um die Führung gegenüber dem Rahmen anzuheben oder abzusenken.

13. Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (36) erste Schienen (34a) und zweite (34b) Schienen aufweist, und dass das Steuersystem (38) im Betrieb in die Schienen eingreift, um die Ausrichtung der Schienen gegenüber dem Rahmen (20) zu verändern.

14. Trainingsgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem (38) mit den Schienen (34a, 34b) im Eingriff steht, um die Winkelstellung der Schienen gegenüber dem Rahmen (20) zu verändern.

15. Trainingsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (200a, 220b) drehbar an dem Rahmen (421) angelenkt ist und dass das Steuersystem (208, 210) mit der Führung im Eingriff steht, um diese Führung gegenüber dem Rahmen anzuheben oder abzusenken.

16. Trainingsgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (200a, 200b) mindestens einen Kniehebel (200a, 200b) enthält, der an dem Rahmen (421) angelenkt und schwenkbar an dem zweiten Ende der ersten (201a) und der zweiten (201b) Fußverbindungen angeordnet ist.

17. Trainingsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem (208, 210) mit den Kniehebeln (200a, 200b) im Eingriff steht, um diesen Kniehebel gegenüber dem Rahmen anzuheben oder abzusenken.

18. Trainingsgerät nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuersystem Mittel (208, 210) aufweist, um die Länge des Kniehebels zu verändern, um dadurch die Anhebung der Führung (200a, 200b) zu regulieren.